Ultra High Energy Cosmic ray and gamma-ray signatures of inductive acceleration in AGN jets
最高能量的宇宙射线可能是由强大的活动星系（即FR II射电星系、射电大声类星体和高功率BL Lac）的磁化、圆柱准直、剪切喷流漂移产生的。我们表明，在这种情况下，质子同步辐射可以引起可检测的光子通量的能量范围从数百keV到几十兆电子伏。
2007-06-19 astro-ph
Acceleration at Relativistic Shocks in Gamma-Ray Bursts
最新的河外伽马射线暴模型认为，相对论性冲击波的膨胀，从太阳质量类型的祖源，到周围的星际介质作为其活动的网站。普遍的看法是，光学余辉的结果，从外部冲击界面，而即时瞬态伽马射线信号产生的多个冲击内部的膨胀。本文用标准的蒙特卡罗模拟说明了伽玛暴模型中相对论和超相对论激波的一些加速特性。计算的频谱形状，频谱指数的范围内，和能量增益每冲击交叉，作为冲击速度和粒子散射的类型的函数。
1999-10-07 astro-ph
Possible re-acceleration regions above the inner gap and pulsar gamma-ray emission
我们认为，脉冲星极帽区Ruderman-Sutherland型真空间隙的剧烈破裂可能产生大量的初级粒子，使间隙上方的电荷密度超过Goldreich-Julian密度。由于空间电荷限制的流动机制，这种多余的电荷密度可能会在间隙上方产生一些再加速区域。这种再加速区，如果存在的话，可能会加速粒子带走更多的自旋向下的能量，并可能有一些脉冲星$γ$射线发射的影响。
1999-11-16 astro-ph
Shock Acceleration and Gamma-Ray Emitting Supernova Remnants
残骸膨胀外壳周围的扩散激波加速是SNR伽马射线起源的一个热门候选者。本文介绍了激波加速理论中的非线性效应及其对信噪比γ能谱的影响。这些效应描述了加速的宇宙射线对冲击等离子体的动力学影响，同时解决了流体流动中的非均匀性如何迫使宇宙射线的分布偏离纯幂律。这种偏差对于伽马射线光谱测定是至关重要的。我们的自洽蒙特卡罗方法来冲击加速是用来预测离子和电子分布，产卵中性π衰变，韧致辐射和逆康普顿发射组件的信噪比。我们演示了如何在500 GeV - 10 TeV范围内的临界能量以上的扩展SNR壳淬火加速度所施加的空间和时间限制，从而产生的伽马射线光谱截止是相当一致的惠普尔的TeV上限的EGRET不明来源的SNR协会。我们还讨论了电子注入冲击的作用及其影响的意义上的电磁组件的GeV-TeV的频谱形成。
1997-11-21 astro-ph
Particle Acceleration in Gamma-Ray Burst Jets
研究了伽马射线暴（GRB）喷流中高能粒子的梯度剪切加速。特别强调的是通用结构射流的分析，和特征加速时标确定的幂律和高斯演化的整体流洛伦兹因子$γ_b$与角度$ϕ$从射流轴。结果表明，当地的幂律粒子分布可能会产生，较高的能量粒子一般集中在更接近射流轴。考虑到几个限制，我们表明，有效的电子加速逐渐剪切流，最大粒子能量随时间的推移而连续下降，可能是可能的尺度大于$r \sim 10^{15}$厘米，提供射流磁场变得足够弱和/或迅速减少足够的距离，而有效的加速质子超高能量$> 10^{20}$电子伏特可能在很宽的条件下。
2005-11-02 astro-ph
Gamma-Rays from Supernova Remnants and the Signatures of Diffusive Shock Acceleration
虽然从已知的超新星遗迹（SNRs）的γ射线的确定性检测仍然难以捉摸，收集可能与SNRs相关的未识别EGRET源激发了最近对这些源的TeV发射的建模。目前的理论模型使用幂律冲击加速的质子和电子在他们的预测预期的伽马射线TeV通量从那些身份不明的EGRET源与残余协会。在本文中，我们探讨了一个更详细的非线性冲击加速模型，它产生非热质子分布，并包括一个自洽的确定冲击流体力学。我们获得的伽马射线光谱允许停止加速到高能量，这是由于有限的年龄和大小的残余物的信噪比。伽玛射线光谱截止可以观察到在TeV范围内的合理的剩余参数，和偏离幂律行为被发现在所有的能量范围从1兆电子伏的截止。INTEGRAL、惠普尔和其他仪器的相关观测可能会对我们理解超新星遗迹提供严格的限制。
1997-04-15 astro-ph
On the Location of the Acceleration and Emission Sites in Gamma-Ray Blazars
在标准参数下，外流耀变体喷流中非热粒子对外部辐射的康普顿散射主要由吸积盘光子而不是散射辐射决定，散射辐射距离中心引擎为$\sim 0.01-0.1$ pc，从而阐明了本文作者的模型和Sikora，Begelman，\& Rees的模型的有效性限度。根据同期的Ginga X射线和EGRET γ射线观测结果，我们估计3C 279的γ射线光球半径比Blandford估计的要小。因此，没有必要要求伽马射线耀变体的加速和发射点位于距离中心引擎超过$\sim 10^{2-3}$引力半径的地方。我们认为，无线BL Lac对象，而不是类星体，更有可能被检测到TeV的能量范围。
1993-12-21 astro-ph
Photon acceleration in variable ultra-relativistic outflows and high-energy spectra of Gamma-Ray Bursts
MeV的种子光子产生的冲击在一个可变的超相对论流出费米机制获得能量，因为光子康普顿散射相对论碰撞壳。费米修正的高能光子谱具有非普适的斜率和普适的截止。总辐射效率的显著增加是可能的。在某些伽马射线暴中，大部分能量可能是在这种机制的高能截止点发射的，对于平均体积洛伦兹因子为100的外流，这将接近100 MeV。
2000-04-25 astro-ph
Magnetic Acceleration and Collimation of Gamma-Ray Burst Jets
最近，利用特殊相对论理想MHD方程导出了GRB外流的精确半解析解（见Vlahakis和Konigl在这些会议录中的摘要）。这方面的贡献集中在这些结果的影响，各种建模和观测问题的伽玛射线暴源，包括重子加载问题，极化测量的提示和反向冲击发射，以及可能存在的两个组件流出。
2003-12-09 astro-ph
Which acceleration process for UHE-Cosmic Rays in Gamma Ray Bursts ?
本文对伽玛暴中的质子加速进行了精确的研究，并通过$π^{0}$ -介子衰变产生的GeV $γ$ -射线辐射，预言了在一个足够重子负载的火球中可能存在的宇宙射线信号。如果去掉两个没有根据的假设，即玻姆标度和缓慢的磁场衰减，通常的费米过程就不能在伽玛暴中产生超高能宇宙射线（UHECR）。我们提出了另一种相对论费米加速的方案，在内部冲击阶段。我们提出了一个现实的蒙特卡罗模拟的多前加速度，清楚地表明可能产生的UHECR的结果。转换成UHECR的能量占磁能的很大一部分。
2004-04-07 astro-ph
Relativistic Fermi acceleration with shock compressed turbulence
本文利用由激波跳跃条件得到的实际下游磁结构，对实验粒子在相对论激波洛伦兹因子Gamma_sh = 2-60条件下的费米加速进行了数值模拟。上游磁场被描述为纯Kolmogorov湍流;相应的下游磁场主要位于与激波表面相切的平面内，并且沿激波法线的相干长度小于切向平面内的相干长度。然而，加速是有效的，在大激波洛伦兹因子Gamma_sh >> 1时，会导致指数s = 2.6-2.7的幂律谱，明显比下游各向同性散射更陡。上游静止系中的加速时标tacc在超相对论极限中变为拉莫尔时间t L的分数，tacc ~ 10 t L/Gamma sh。天体物理学的应用进行了讨论，特别是加速伽马射线暴内部和外部冲击。
2005-10-18 astro-ph
Relativistic Winds from Compact Gamma-Ray Sources: II. Pair Loading and Radiative Acceleration in Gamma-ray Bursts
我们考虑快速对创建的影响，由一个强脉冲的伽玛射线传播的相对论冲击。侧面散射的光子与主伽马射线束碰撞，放大了散射电荷的密度。计算了对荷介质的加速率，其极限体积洛伦兹因子与光子源的光谱和紧凑度有关。结果，我们得到了重子和重子对的相对惯性的一个确定的预言。在移动介质中的相对论冲击的减速，以及由此产生的同步辐射率，与现有的静态介质的计算进行比较。辐射效率显着增加对加载。当初始环境密度超过临界值时，主伽马射线脉冲穿过的散射深度上升到1以上，并且脉冲被加宽。这些考虑对爆发的前身有很大的限制：爆发前的质量损失率超过每年10^{-5} M_ \odot很难与窄于10 s的单个脉冲相一致，除非辐射效率很低。各向异性的伽马射线通量（在角度尺度上为Γ^{-1}或更大）驱动大的速度剪切，这极大地增加了传播激波前方的种子磁场中的能量。
2000-02-21 astro-ph
Non-linear shock acceleration and high energy gamma rays from clusters of galaxies
星系团中的并合和吸积激波可以通过一级费米过程加速粒子。由于这种机制被认为是内在有效的，冲击预计将被修改的加速粒子的反反应。这样的修改可能会引起明显的影响，从集团的非热辐射和抑制加热的气体在强冲击。在这里，我们特别考虑的伽马射线发射，我们讨论的能力切伦科夫望远镜，如HESS检测集群TeV的能量。
2004-11-01 astro-ph
Particle Acceleration and Gamma-Ray Production in Shell Remnants
在TeV伽马射线中观测到了一些邻近北半球的壳型超新星遗迹（SNRs），但迄今为止还没有发现。这一失败要求对SNR的伽马射线发射的理论论据进行批判性的重新评估。本文用全动力学理论讨论了壳型固体火箭发动机中的扩散激波加速问题。重点也给出了VHE伽马射线生产由于SN祖发现自己在环境条件下可能存在的问题。观测上限的伽马射线通量的理论预测进行了比较。本文讨论了TeV能量下电子感生逆康普顿γ射线发射的X射线幂律连续体观测的经验参数与来自相同物体的核子π-零衰变发射的关系。最后，一个点是最简单的情况下，超新星Ia，预计爆炸在一个统一的拱星介质。这里特别是最近探测到的SN 1006的南半球残骸与第谷的SNR进行了比较。根据两个遗迹的假设参数，SN 1006被初步确定为TeV伽马射线发射主要由逆康普顿辐射的遗迹。第谷可能是一个占主导地位的π零衰变伽马射线源。
1997-11-18 astro-ph
Supernova Remnants: acceleration of particles and gamma-ray emission
在一个真正的时间相关的非线性理论的框架下，假设球对称的超新星遗迹的动态演化环境中的粒子加速进行了讨论。因此，依赖于冲击法向和外部磁场方向之间的角度的注射需要重新归一化的计算粒子通量。最近的观测结果TeV的γ射线从这样的对象进行了讨论，发现与理论相一致。我们的结论是，对于目前仪器的灵敏度，没有理由得出过早的负面结论，银河宇宙射线在超新星遗迹的“膝盖”以下的可能起源。此外，理论预测和观测结果越来越接近。因此，下一代地基和星载探测器将决定天体物理学的这一基本问题。
2001-05-21 astro-ph
On the acceleration of Ultra High Energy Cosmic Rays in Gamma Ray Bursts
UHECR大致是各向同性的并且获得非常大的能量$E \gtrsim 3\times 10^{20} \; eV$。传统的模型无法解释这两个事实。我在这里表明，在伽玛暴的UHECR加速满足这两个观测约束。利用Mészáros和Rees（1994）的超相对论激波伽玛暴模型，我们证明了由此可以获得的最高能量是$E\simeq 10^{20}\;θ^{-5/3} n_1^{-5/6}\; eV$，从而解释了Bird \etal \/（1995）事件的能量。避免了影响活动星系核中UHECR加速的传统碰撞灾变。一个数量级的估计表明，在地球上的UHECRs的总能量通量也正确地再现。文中还简要讨论了基于超高频电磁辐射在天空平面上分布的模型的检验。
1995-06-13 astro-ph
Gamma-Ray Burst Prompt Emission: Implications from Shock Acceleration Theory
伽马射线暴的主要范例表明，瞬变伽玛射线信号来自相对论膨胀内部的多次冲击。本文阐述了一些性质的扩散加速相对论冲击属于伽玛暴模型，提供解释的BATSE/EGRET数据。使用一个标准的蒙特卡罗模拟，计算的频谱形状，和频谱指数的范围内，作为冲击速度，磁场密度和粒子散射的类型的函数。很明显，虽然准平行的相对论性激波与近似垂直于激波平面的场可以有效地加速粒子，但高度倾斜和垂直的激波不能，除非粒子扩散几乎是各向同性的，即非常接近玻姆极限。因此，一系列的分布指数应该存在于爆发人口，如EGRET数据所示，甚至温和的相对论性内部冲击需要强场湍流，以模拟>100兆电子伏的观测。此外，最近的光谱拟合在BATSE波段的突发数据进行了讨论，提供探针的非热电子注入的效率。
2005-02-08 astro-ph
Adiabatic Losses and Stochastic Particle Acceleration in Gamma-Ray Burst Blast Waves
本文研究了伽马射线暴（GRB）冲击波中的绝热损失和粒子随机加速问题。冲击流体被假定为一个均匀的膨胀壳。通过绝热膨胀的非热粒子的能量损失被转换为大量的动能的流出，允许的演变的大量洛伦兹因子伽玛的爆炸波进行自洽计算。系统的行为示出再现流体动力学自相似的解决方案在相对论和非相对论的限制，和形式主义是适用于中间的绝热和完全辐射制度的情况。非热粒子通过随机陀螺共振加速度与磁湍流在爆炸波处理的能量增益率和扩散逃逸时间尺度的基础上，在准线性政权的表达式。如果冲击流体中的磁场接近其均分值，则该过程可以将逃逸粒子加速到>~10^{20} eV的能量，这与超高能宇宙射线（UHECR）被伽玛射线暴冲击波加速的假设一致。由于粒子被磁湍流捕获，只有最高能量的粒子可以在伽玛暴的瞬发和余辉阶段逃逸，通过磁流体湍流的Kolmogorov谱加速。当冲击波变得非相对论时，较低能量的粒子开始逃逸，冲击波的费米加速变得更加重要。
2001-03-26 astro-ph
Particle transport in tangled magnetic fields and Fermi acceleration at relativistic shocks
本文提出了一种新的蒙特卡罗模拟方法，模拟了相对论冲击波作用下实验粒子的费米加速。通过Monte-Carlo迭代法，将粒子在纠缠磁场中的运动轨迹从激波入口到激波出口进行精确积分，得到粒子返回激波的条件概率与入射和出射俯仰角的函数关系。这些上游和下游的概率定律，然后结合使用的能量增益公式在冲击交叉再现费米加速。对于上游和下游的纯Kolmogorov磁湍流，谱指数从洛伦兹因子Gamma=2的轻度相对论激波的s=2.09 +/- 0.02平滑地演化到超相对论极限Gamma >> 1的s=2.26 +/- 0.04。正如加兰特和阿赫特伯格（1999）所预测的那样，在第一次激波穿越时，能量增益约为γ ^2，在随后的所有周期中，能量增益约为2。当Gamma >> 1时，加速时间尺度短至拉莫尔时间的一小部分。
2003-04-22 astro-ph
Radio to Gamma-Ray Emission from Shell-type Supernova Remnants: Predictions from Non-linear Shock Acceleration Models
超新星遗迹（SNRs）被广泛认为是银河系宇宙射线的主要来源。这种高能粒子可以通过与周围等离子体的相互作用产生伽马射线和低能光子。本文介绍了用蒙特卡罗模拟方法对壳状信噪比中非线性激波结构和加速度与光子辐射耦合的模拟结果。这些非线性是加速的宇宙射线对冲击等离子体的动力学影响的副产品，并导致偏离纯幂律的宇宙射线分布。这种偏差对加速效率和光谱考虑至关重要，产生的GeV/TeV强度比与测试粒子的预测完全不同。SNR扩展的Sedov标度解用于估计输入到蒙特卡罗模拟的重要冲击参数。我们计算离子和电子的分布，产卵中性π衰变，韧致辐射，逆康普顿，和同步辐射，产生完整的光子光谱从射频的伽马射线能量。在中等密度的星际区域，由于SNR壳层在空间和时间上的限制而导致的加速停止，可以在TeV能量范围内产生光谱截止值;这与惠普尔对不明EGRET源的TeV上限是一致的。在低密度环境中的超新星遗迹会产生更高能量的宇宙射线，这些射线主要产生超TeV能量的逆康普顿辐射;这些射线源通常是GeV能量的伽马射线。
1998-10-09 astro-ph
Electron Acceleration and Time Variability of High Energy Emission from Blazars
耀变体是已知的发射从无线电到伽马射线的宽带辐射，具有快速的时间变化，特别是在X和伽马射线中。同步辐射和逆康普顿散射被认为在发射中起着重要作用，并且时间变化可能与非热电子的加速有关。随着连续时间间隔的多波长同步观测的出现，从高能辐射的光谱变化中可能推断出电子加速的某些特征。为了做出这样的推论，我们使用一个简单的电子加速模型同时求解电子和光子的含时动力学方程。然后，我们展示了如何发射的时间变化取决于电子加速。我们还提出了一个简单的模型，耀斑在X射线和TeV的伽马射线通过暂时改变加速时间尺度。我们的模型将被用来，在未来，详细分析观测数据，以获得信息的电子加速耀变体。
2000-02-07 astro-ph
HESS J1023-575: Non-thermal particle acceleration associated with the young stellar cluster Westerlund 2
H.E.S.S.对Westerlund 2的观测。H.E.S.S.对HII复合体RCW 49中年轻星团Westerlund 2的甚高能γ射线辐射的探测提供了充分的证据表明，粒子加速到极端的能量是与这个地区。各种可能的排放方案中提到的，从高能量的伽马射线生产的碰撞风区的大规模沃尔夫-拉叶二进制WR 20 a，集体风的情况下，扩散冲击加速在边界的风吹气泡的星团，和爆发现象从热恒星风到星际介质。这些方案进行了简要的比较，相关的新VHE伽马射线源HESS J1023-575的特性，并得出结论的有效性的高能量伽马射线生产的Westerlund 2系统的各自的排放方案。
2007-10-18 astro-ph
Particle acceleration in ultra-relativistic oblique shock waves
我们进行蒙特卡罗模拟的扩散冲击加速在高度相对论性斜激波。高上游流洛伦兹伽马因子，这是有关的超相对论粒子激波加速活动星系核（AGN）的中央引擎和相对论喷流和伽马射线暴（GRB）火球的模型。我们调查数值的加速性能-在超相对论流态的$Γ\sim 10-10^{3}$ -如角分布，加速时间常数，粒子能量增益与交叉和频谱形状的数量。我们分别用两种不同的方法对亚光速和超光速激波进行了计算。$Γ^{2}$的第一个交叉周期和显着大的能量增益为后续的交叉点，以及高“加速”的因素，发现，是重要的支持Vietri和Waxman模型的伽玛射线暴超高能宇宙射线，中微子和伽马射线输出。
2002-12-13 astro-ph
Primary particle acceleration above 100 TeV in the shell-type Supernova Remnant RX J1713.7--3946 with deep H.E.S.S. observations
壳型超新星遗迹RX J1713.7- 3946是在三年的时间里用H.E.S.S.观测到的。切伦科夫望远镜系统。2003年的第一次观测活动产生了有史以来第一个解析的TeV伽马射线图像。2004年和2005年的后续观测以前所未有的精度揭示了甚高能量伽马射线的形态，并使空间分辨光谱研究成为可能。结合三年的数据，我们获得了显着增加的统计数据和能量覆盖的伽马射线谱相比，早期的H.E.S.S.结果我们提出了不同年份的数据分别进行比较分析，并证明该望远镜系统运行稳定的过程中，三年。当组合数据集时，获得具有0.06度的极好角分辨率的伽马射线图像。合并后的光谱延伸超过三个数量级，有显着的伽马射线发射接近100 TeV。对于非常高能量的伽马射线产生的现实场景，测量的伽马射线能量意味着初级粒子，电子或质子的有效粒子加速，在RX J1713.7- 3946壳层中的能量超过100 TeV。
2007-10-09 astro-ph
Gamma-Ray emission from Clusters of Galaxies
从大量星系团（CG）中观测到的非热辐射是粒子在团内介质（ICM）中加速的证据。通常认为，与CG合并或结构形成期间物质向星团的宇宙学流入有关的激波表面可能是加速的场所。我们在这里讨论的冲击加速在ICM的有效性，强调合并相关的冲击通常是弱的，至少对于所谓的主要合并。我们调查的影响冲击强度的伽玛射线发射从单个CG和未来的伽玛射线卫星（如GLAST和AGILE）和地面切伦科夫望远镜的可探测性。我们还讨论了星系团对河外弥散伽马射线背景（EDGRB）的贡献。
2003-07-29 astro-ph
Relativistic Winds from Compact Gamma-ray Sources: I. Radiative Acceleration in the Klein-Nishina Regime
本文研究了暴露于外部γ射线源的冷的、光学薄的等离子体的相对论体速度的辐射加速。该流动是由输入到气体的辐射动量驱动的，加速力是由于在相对论性克莱因-西名极限中的康普顿散射。体积洛伦兹因子的等离子体，γ，作为从辐射源的距离的函数导出，与相应的结果在汤姆逊极限进行比较。根据辐射场的几何形状和光谱，我们发现粒子加速到渐近洛伦兹因子在无穷远更迅速地在相对论制度和辐射阻力减少蓝移，畸变光子经历一个减少的相对论截面和散射优先在向前的方向。如果热粒子在冷却之前执行许多拉莫尔轨道，则伽马射线赋予等离子体的随机能量可以转换为体运动。这种“康普顿后燃”可能是一个补充源的势头，如果充满活力的轻子注入对创建，但可以忽略的情况下，纯粹的克莱因-西科散射。侧散射辐射的康普顿阻力在限制体积洛伦兹因子方面比加速介质的有限惯性更重要。这里讨论的过程可能是相关的各种天体物理的情况下，发光的硬X射线和伽马射线光子的紧凑的来源被观察到，包括活动星系核，星系黑洞的候选者，和伽马射线暴。
1999-11-30 astro-ph
Internal dynamics and particle acceleration in Tycho's SNR
对第谷超新星遗迹（SNR）的超新星爆炸能量1.2 × 10 ^{51}尔格的新建议值的结果进行了探讨。利用宇宙线加速的非线性动力学理论，研究了第谷信噪比的性质及其与现有实验数据的对应关系。它表明，大的接触间断和前向激波的半径之间的平均比率是一致的核高能粒子在前向激波的非常有效的加速。同时也指出，要使E_{sn} = 1.2 × 10 ^{51}尔格的值与气体动力学、加速理论和现有的γ射线测量值相一致，则源距应大于3.3 kpc。相应的环境气体数密度低于0.4 cm^{-3}。由于预期的伽马射线通量强烈地依赖于源距离F_γ \propto d^{-7}，未来根据第谷信噪比对实际伽马射线通量的实验测定将使确定源距离和平均环境气体密度的值成为可能。一个简单的逆康普顿模型，没有一个占主导地位的人口的核CR是不兼容的目前上限的伽马射线发射任何合理的环境星际B场。考虑到加速理论和整体以及内部气体动力学之间的一致性，未来的伽马射线探测将使第谷SNR中的核粒子加速在我们看来是无可争议的。
2008-03-10 astro-ph
A study of diffusive shock acceleration as a process explaining observations of 1 E0657-56 galaxy cluster
对1 E0657-56星系团弥散辐射的Chandra X射线观测揭示了大尺度星系团合并激波的存在。我们研究了观测到的无线电和X射线数据，这个集群作为一个可能的结果，扩散冲击加速。该模型可以在合理的激波和团内介质物理参数范围内解释观测结果。预计的非热软，硬X射线通量的预测。
2004-04-20 astro-ph
Particle Acceleration and Cosmic-Ray Origin in the Galaxy
在1990年的甚高能伽马射线天体物理学由于成像空气切伦科夫望远镜（IACTs）而取得了巨大的进步。自1989年首次探测到蟹状星云的TeV γ射线辐射以来，人们先后探测到了活动星系核、年轻脉冲星和超新星遗迹等几种类型的TeV γ射线源。在这些发现中，最近从几个SNR中探测到同步加速器X射线和TeV伽马射线发射是非常重要的。自宇宙线物理开始以来，SNR一直被广泛认为是银河系宇宙线起源的唯一候选者，但迄今为止很少有观测证据报道。这些不仅有望成为银河系宇宙线起源的线索，也有望成为理解扩散激波引起的粒子加速的线索。在这里，我介绍了我们的小组，CANGAROO，最近获得的结果，有关的电子和质子加速的证据在信噪比。
2002-11-07 astro-ph
Acceleration of UHE Cosmic Rays in Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴是产生UHE宇宙射线的"自下而上"方案的良好候选者。在讨论最多的伽玛暴模型，即"火球"模型中，高度相对论性的激波形成，似乎能够将宇宙射线加速到EeV范围。然而，只有第一个费米循环对来自外部介质的粒子产生大的能量增益。因此，一个互补的加速建议，下游的外部冲击，在相对论性等离子体的伽玛暴，交叉的相对论性战线可能会发生。前向和后向都是内部费米加速工作所必需的，并给出了产生它们的物理过程。我们发现，存在一个相关的物理过程类似布里渊散射重新分配的入射能量的等离子体壳层。这种重新分配是通过产生声波来加热等离子体壳层，也通过产生向前和向后的相对论阿尔芬锋来通过费米过程加速宇宙射线。我们表明，这个合奏的过程是能够占UHE宇宙射线的产生。有两个机会，这些组合过程，第一次在"初级"伽马射线暴期间，重子被相对论对风夹带，第二次在预减速和减速阶段，当火球与星际介质相互作用。然而，由于同步辐射损失，只有第二级可以产生UHE宇宙射线。
2000-07-07 astro-ph
Inter-galactic Shock Acceleration and the Cosmic Gamma-ray Background
我们用数值方法研究了在星系际冲击中加速的宇宙射线离子和电子对宇宙γ射线背景的贡献，这些冲击与宇宙学结构的形成有关。我们表明，在低红移星系间介质中的吸积流的动能热化主要是通过中等强度的冲击，这使得冲击冲压压力到宇宙射线压力的有效转换。宇宙射线在这些冲击波中被加速，产生了一个弥散的伽马射线通量，它主要是由电子散射宇宙微波背景光子产生的逆康普顿辐射。在离子宇宙线成分与热气体的p-p非弹性碰撞中产生的中性π介子的衰变贡献了约30%的计算辐射。基于实验上的上限的光子通量超过100兆电子伏，从附近的集群，我们限制的转换效率的冲击冲压压力到相对论CR电子<1%。因此，我们发现，宇宙起源的宇宙射线可以产生一个整体的显着分数的顺序为20%，不超过30%的测量伽玛射线背景。
2002-07-24 astro-ph
Magnetic acceleration of ultra-relativistic jets in gamma-ray burst sources
我们提出了一个相对论MHD数值研究的轴对称，磁驱动射流的参数适用于伽马射线暴（GRB）流。我们还提出了解析表达式的渐近射流形状和其他流动参数，同意非常好的数值结果。所有携带电流的流出表现出自准直和随之而来的加速旋转轴附近，但无约束的流出失去因果连接整个射流，因此不准直或加速有效地在其外部区域。磁加速射流受外部压力的限制，该压力随距离变化，幂律指数为< 2 assume a paraboloidal shape and have an acceleration efficiency >50%。它们在10^9-3x10^10 cm尺度上的洛伦兹因子> 30，这与短/硬的伽玛暴喷流在可以被来自吸积盘的适度相对论性风限制的尺度上加速的可能性一致;在10^10-10^12 cm尺度上的洛伦兹因子> 100，这与长/软的伽玛暴喷流在坍缩的大质量恒星的包层内加速的可能性一致。我们还发现，磁加速射流的洛伦兹因子近似与极向流线的开口半角成反比。这意味着伽玛射线暴外流的伽玛射线发射分量非常窄，在洛伦兹因子超过100的区域中，半角< 1度，并且这些分量的余辉光变曲线要么显示出非常早的喷流中断，要么根本没有喷流中断。
2008-11-12 astro-ph
First gamma-rays from galaxy clusters. Preliminary evidence of the association of galaxy clusters with EGRET unidentified gamma-ray sources
到目前为止，绝大多数探测到的天体伽马射线源还没有被确定为其他波长的安全对应物。在这里，我们报告的初步证据之间的可能关联星系团和不明伽马射线源的高银河纬度（|b| >20度）的第三EGRET目录。所有最有可能与EGRET源相关的星系团都显示出强烈的射电辐射的证据，这要么是因为它们的环境中有射电星系/源，要么是因为它们有一个射电晕或遗迹居住在它们的内部介质中。星系团的射电辐射表明，在星系团内部介质中扩散的相对论粒子（电子、质子）可能也是它们发射伽马射线的原因。除了星团与未识别的EGRET源的空间关联之外，我们还发现了星团最亮源1.4 GHz处的无线电通量与相关EGRET源的伽马射线通量F（>100 MeV）之间的相关性。对于最有可能的EGRET星团协会，我们还发现了进一步的相关性之间的X射线光度的星系团和相关的伽马射线源的伽马射线光度的假设下，EGRET源有相同的集群红移。这种相关性与理论预期是一致的，并加强了星系团和伽马射线源之间真正的物理关联的可能性。
2002-03-25 astro-ph
Electron Acceleration and Efficiency in Nonthermal Gamma-Ray Sources
在高能非热源中，如伽马射线暴、活动星系核或银河喷流源等，人们期望相对论性和跨相对论性的冲击都伴随着中等相对论性等离子体的剧烈运动。我们目前的一般考虑表明，这些网站是电子和正电子加速器导致修改后的幂律谱。电子（或$e^\pm$）能量指数是非常硬的，$\propto γ^{-1}$或直到共移动帧断裂能量$γ_\ast$为止更平坦，并且在其之上变得更陡。在伽马射线暴的例子中，洛伦兹因子达到$γ_\ast\sim 10^3$，因为$e^{\pm}$在亚流体动力学时间尺度上被内部激波系综加速。对于在流体动力学时间尺度上加速的电子对，在外部冲击中得到了类似的硬谱，并且断裂洛伦兹因子可以高达$γ_\star \siml 10^5$。从非热电子辐射产生的光子光谱的形状和特征能量与观察到的一般伽马射线暴和blazar光谱定性一致。这里描述的情景为解决非热高能量源的关键问题之一提供了一种合理的方法，即能量从质子流有效地转移到适当的非热轻子分量。
1996-02-02 astro-ph
A Study of Prompt Emission Mechanisms in Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴的瞬时发射的主要范例是在动态超相对论外流内部的激波处引起扩散加速。本文探讨了在粒子冷却速度远低于其加速度的极限下，由冲击加速理论引起的爆发发射谱的期望值。参数拟合的康普顿伽玛射线天文台（CGRO）获得的突发光谱的情况下，同步加速器，逆康普顿和同步加速器自康普顿辐射机制，使用热电子和非热电子种群的线性组合进行了探讨。这些适合的要求，占主导地位的电子，负责即时发射驻留在一个固有的非热人口，强烈对比粒子分布从加速模拟。这意味着加速方案的潜在冲突，其中非热电子直接从热气体中提取。CGRO数据排除了同步加速器和逆康普顿机制之间的有效光谱区分。这种情况可能会通过未来探测伽马射线暴的飞行任务，即Swift和GLAST来解决。然而，同步加速器自康普顿（SSC）光谱在$νF_ν$峰附近太宽，无法有效地解释GRB 910601、GRB 910814和GRB 990123等爆发。它的结论是，SSC机制可能是一般不兼容的差分突发光谱比周围$E^{-2.5}$以上的峰值陡峭，除非同步加速器组件是强烈的自吸收。
2004-06-01 astro-ph
Monte Carlo Study of Cosmic-Ray Propagation in the Galaxy and Diffuse Gamma-Ray Production
本文利用全三维蒙特卡罗模拟对银河系中宇宙线的时间依赖性传播进行了初步的模拟。宇宙射线（质子和氦核）在银河系中的分布进行了研究，在不同的空间尺度上的恒定和可变的宇宙射线源。对宇宙射线在传播过程中产生的连续漫γ射线辐射进行了计算。
2007-06-04 astro-ph
EGRET upper limits on the high-energy gamma-ray emission of galaxy clusters
我们报告EGRET上限的高能量伽马射线发射的星系团。1991年至2000年期间的EGRET观测分析了附近X射线明亮星系团的通量有限样本中58个单独星系团的位置。随后，一个coadded图像从个别星系团已被分析，使用适当的适应扩散伽玛射线前景模型。当E > 100 MeV时，平均簇的2 σ上限为1 ~ 6 x 10^{-9} cm^{-2} s^{-1}。的非--检测突出的个别集群和一般无法检测的X射线最亮的星系团作为一类的伽马射线发射器的影响进行了讨论。我们比较我们的结果与模型预测的高能伽马射线发射的星系团，以及与最近的索赔之间的关联不明或未解决的伽马射线源和阿贝尔星系团，发现这些矛盾。
2003-01-17 astro-ph
Galactic Gamma-Ray Halo of the Nearby Starburst Galaxy NGC 253
最近，CANGAROO-II望远镜探测到了附近一个边缘星暴星系NGC 253发出的TeV伽马射线。本报告讨论了排放机制。我们回顾了NGC253的射电-TeV γ射线辐射，并提出了一个由同步辐射和逆康普顿散射引起的非热辐射模型。晕模型成功地解释了NGC 253的多带光谱。
2003-01-09 astro-ph
Discovery of a new radio galaxy within the error box of the unidentified gamma-ray source 3EG J1735-1500
本文报道了在伽玛射线源3EG J1735-1500的位置误差范围内发现一个新的射电星系。该星系是一个双面喷流源，与视线形成一个大角度。光学观测表明在射电核心位置有一个V ~ 18等星系。虽然与EGRET源的关联在现阶段还没有得到证实，因为在这里也研究的位置误差等值线内有一个竞争的、替代的伽马射线候选者，这种情况值得进一步关注。新的射电星系可以用来测试最近提出的伽马射线发射射电星系的可能性，而不是已知的半人马座A。
2003-01-24 astro-ph
Particle Acceleration by Electromagnetic-Dominated Outflows
本文综述了等离子体动力学模拟中坡印廷流加速粒子的最新进展，并讨论了它们在伽马射线暴现象学中的潜在应用
2006-04-19 astro-ph
Gamma-ray emission from rotation-powered pulsars
利用前两篇论文中提出的脉冲星极冠上级联对产生的简化模型，我们研究了脉冲星低空粒子加速和对产生区域的预期伽马射线输出。我们将脉冲星分为几类，根据哪种机制会截断极帽外的粒子加速度，并给出每类脉冲星的预期亮度估计。我们发现，逆康普顿散射以上的脉冲星极冠提供了初级伽马射线，启动对级联在大多数脉冲星。这降低了预期的$γ$ -射线光度低于先前的估计，假设曲率伽马射线发射是在所有恒星对创建的主导发起人。
2001-11-14 astro-ph
Particle acceleration by ultra-relativistic shocks: theory and simulations
本文研究了洛伦兹因子Gamma_s >> 1的超相对论激波附近带电粒子的加速问题。我们提出了模拟的加速过程，并比较这些与半解析计算的结果。我们证明了在超相对论激波附近由加速度引起的谱是一个幂律，N（E）\propto E^{-s}，这个幂律的斜率有一个几乎普适的值s \approx 2.2 - 2.3。我们确认，超相对论等效的费米加速在冲击不同于其非相对论对应的大的各向异性的发生在附近的冲击加速粒子的分布。在上游流体的静止坐标系中，只有当粒子的运动方向位于激波法线周围的开度角为θ_c \approx 1/Gamma_s的小损失锥内时，粒子才能跑过激波。我们还表明，所有物理上合理的偏转或散射机制可以改变上游的相对论粒子的飞行方向，从下游只有一个很小的量：Δ θ ~ 1/γ_s。这将每个激波穿越周期的能量变化限制在Δ E ~ E，除了粒子起源于上游的第一个周期。在这种情况下，对于那些穿过激波散射回上游区域的粒子，上游能量增加了~ γ s ^[2]倍。
2001-07-27 astro-ph
The galaxy density environment of gamma-ray burst host galaxies
本文分析了伽马射线暴宿主星系与周围星系的互相关联函数。我们使用了在Cerro Paranal（智利）的甚大望远镜获得的数据，以及哈勃太空望远镜的公共数据。我们的研究结果表明，伽马射线暴的宿主星系并不居住在高星系密度环境中。此外，宿主星系的互相关显示出相对较低的振幅。我们的结果与HDF-N中恒星形成星系与周围天体之间的交叉关联函数一致。
2004-02-24 astro-ph
Fast variability of TeV gamma-rays from the radio galaxy M 87
本文报道了对邻近射电星系M 87的TeV（10^12 eV）γ射线通量在天的时间尺度上快速变化的探测。这些变化比在任何其他波段观察到的快10倍，这意味着一个非常紧凑的发射区域，其尺寸类似于中心黑洞的史瓦西半径。因此，我们可以排除其他几个产生伽马射线的地点和过程。这些观测证实了TeV伽马射线是由除了耀变体之外的河外源发射的，在耀变体中，喷流不是相对论性地射向观测者。
2006-12-01 astro-ph
Evidence of TeV gamma-ray emission from the nearby starburst galaxy NGC 253
TeV伽马射线最近从附近的正常螺旋星系NGC 253中检测到（Itoh等人，2002年）。在2000年和2001年进行了为期$\sim$ 150小时的观测，以探测由NGC 253方向的伽马射线引发的切伦科夫光图像。伽马射线类事件中的图像的方向与点源的发射不一致，发射区域对应于半径大于10千秒差距的大小。这里，给出了分析过程和技术的详细描述。
2003-04-16 astro-ph
Particle acceleration and relativistic shocks
对伽马射线暴源和某些活动星系的观测都表明存在相对论冲击波，需要高能粒子的产生来解释它们的发射。本文回顾了相对论流体力学和磁流体力学中激波的基本理论，着重介绍了天体物理学中有趣的例子。其次是概述了在这样的冲击粒子加速的理论。本文综述了γ射线暴的相对论喷流和火球模型在天体物理中的应用。
1999-05-06 astro-ph
Gamma-Ray Bursts as a Cosmic Window for Galaxy Evolution
目前的知识表明，伽马射线暴与大质量恒星有关。它们将成为早期宇宙和星系形成的宝贵探测器。在未来，将有可能将伽马射线暴用于两个目的：1）通过伽马射线暴的发生率来探测宇宙中大质量恒星形成的历史，2）通过确定星系宿主的性质来研究所有回顾时期的星系演化。由于伽马射线不会被尘埃和气体所衰减，因此这种方法对大质量恒星形成的宇宙位置的选择受光学紫外线测量（例如紫外线衰减技术）的影响较小。对伽马射线暴宿主的红外和亚毫米波跟踪研究可能：1）揭示一个假定的红移（$R-K \geq 4$）星系群，2）探测到在$z \geq$ 5形成的超大质量恒星（星群III）。
2000-04-03 astro-ph
Some Aspects of Galactic Cosmic Ray Acceleration
我给银河宇宙线（GCR）加速问题的两个方面的概要：中能伽马射线窗口的重要性，和几个具体的天体物理源，值得进一步调查。
2003-09-28 astro-ph
Detection of diffuse TeV gamma-ray emission from the nearby starburst galaxy NGC 253
本文报道了正常旋涡星系NGC 253的TeV γ射线观测结果。距离$\sim$ 2.5 Mpc的NGC 253是最近的星暴星系之一。这种相对的接近，加上星系中恒星的高形成率，使它成为一个很好的候选TeV伽马射线源。2000年和2001年用CANGAROO-II 10米成像大气切伦科夫望远镜进行了观测。在$\sim 11σ$能级上探测到TeV伽马射线发射，通量为$(7.8 \pm 2.5)\times 10^{-12} {\rm cm}^{-2} {\rm sec}^{-1}$，能量为$>$ 0.5 TeV。数据表明，发射区比我们望远镜的点扩散函数更宽。
2002-11-25 astro-ph
Production of TeV gamma-radiation in the vicinity of the supermassive black hole in the giant radiogalaxy M87
虽然巨大的射电星系M 87窝藏许多不同的区域的宽带非热发射，最近报道的快速变化的TeV伽马射线从M 87天的时间尺度上强烈约束的范围内的猜测有关的可能的网站和粒子加速的情况下，负责观察到的TeV排放。这种辐射的一个自然产生地点是中心超大质量质量黑洞（BH）的附近。由于低的辐射热光度，M 87的核对能量高达10 TeV的伽马射线是有效透明的，这使得该源成为研究BH事件视界附近粒子加速过程的理想实验室。我们批判性地分析了不同的可能的辐射机制，在这个地区，并认为，所观察到的非常高的能量的伽马射线发射可以解释的超相对论电子-正电子对通过在BH磁层的电磁级联的发展所产生的逆康普顿发射。我们证明，通过详细的数值计算的加速和辐射的电子在磁层真空间隙，这种“脉冲星磁层”的情况下，可以令人满意地解释的主要性质TeV的伽马射线发射的M 87。
2007-08-07 astro-ph
Is There a Relationship between the Density of Primordial Black Holes in a Galaxy and the Rate of Cosmological Gamma-Ray Bursts?
计算了从太阳型恒星到穿过它的原始黑洞（PBH）的物质吸积速率。给出了星系中PBH被捕获到恒星轨道上的概率，计算了PBH在该轨道上的平均寿命和星系中PBH的轨道捕获率。结果表明，该速率不依赖于PBH的质量。这种机制不能对观测到的伽马射线暴的速率作出明显的贡献。星系中PBH的密度可以达到一个临界值--星系中暗物质质量的密度。
2007-10-28 astro-ph
Self-consistent radiative effect on relativistic electromagnetic particle acceleration
用二维半粒子模拟方法研究了辐射阻尼对正负电子等离子体相对论加速的影响。粒子通过抗磁相对论脉冲加速器（DRPA）被坡印亭磁通加速，并被自洽求解的辐射阻尼力减速。有了$Ω_{ce}/ω_{pe}\geq 10$，最高能量粒子的洛伦兹因子达到伽马>100，加速仍在继续。辐射的峰值与坡印廷通量方向相差几度，并且具有很强的线偏振性，这在伽马射线暴（GRB）观测中是可以探测到的。我们还表明，DRPA是不敏感的初始支持电流。
2005-04-27 astro-ph
Primary particle acceleration above 100 TeV in the shell-type Supernova Remnant RX J1713.7-3946 with deep H.E.S.S. observations
我们有很深的出血性硬化症。超新星遗迹（SNR）RX J1713.7-3946的观测。结合2003年至2005年三年的数据，我们获得了与2003年和2004年早期结果相比显著增加的统计数据和能源覆盖面。不同年份的数据分别进行分析。比较三年的伽马射线形态和微分谱发现非常好的协议。2004年和2005年数据的伽马射线图像以前所未有的精度揭示了RX J1713.7-3946的形态。获得了0.06度的角分辨率，揭示了残骸的详细结构。所有三年的综合光谱扩展了三个数量级，其中显着的伽马射线发射接近100 TeV。30 TeV以上的累积显著性为4.8 sigma，而对于113 ~ 294 TeV的能量，伽马射线通量的上限为1.6 x 10^-16 cm^-2 s^-1。高能卫星的能量覆盖范围。数据大概是在当代切伦科夫望远镜的极限。超过30 TeV的伽马射线辐射的测量正式意味着至少该能量的初级粒子的存在。然而，对于甚高能量伽马射线产生、甚高能量电子的逆康普顿散射和质子-质子非弹性相互作用后的π ^0衰变的现实场景，测量的伽马射线能量意味着在SNR RX J1713.7-3946的壳层中发生了初级粒子有效加速到能量超过100 TeV的情况。
2006-11-27 astro-ph
Galaxy formation and cosmic-ray acceleration in a magnetized universe
我们研究了牛顿宇宙学的线性磁流体动力学行为与粘性磁化流体的有限电导率和推广的金斯不稳定性标准。场的存在有利于流体的各向异性塌缩，这又导致进一步的磁放大和在垂直于环境磁场的平面中的增强的电流片形成。当电流超过一定的阈值时，产生的静电湍流可以显著地放大介质的电阻率（异常电阻率）。这可能会引发强烈的电场，并随后在原星系结构形成期间加速超高能宇宙射线（UHECR）。
2005-06-29 astro-ph
